面向新世纪的中国科技——学科间高度交叉融合是21世纪科技发展的特征，本文主要内容关键词为：新世纪论文,科技发展论文,中国论文,学科论文,特征论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
编者按：把社会主义与现代科技紧密结合起来，对于加快我国现代化建设步伐，具有重大而深远的意义。在新的世纪即将开始的时候，如何加速科技进步，充分发挥科学技术的重大作用，肩负起世纪之交科技工作的新的使命，这是一个值得研究探讨的问题。为此，本刊以《面向新世纪的中国科技》为题，邀请北京、上海、南京、广州、沈阳等地专家学者举行专题笔谈。现刊载如下：
在当代的科技发展中，学科交叉与科学—技术在新的层次上的结合占有越来越重要的地位，导致了许多重大的突破和新的科研领域的诞生。前者可以生物—医学科学的一些重要发展（如DNA的双螺旋结构）为例，而扫描隧道显微镜则是后者的一个很好的例子。可以预期，学科间高度的交叉与融合将是下一个世纪科技发展的特征。如果对此没有充分的认识，那将会严重影响我国下一世纪的科技发展。以同步辐射在两个领域中的应用作为例子可说明这点。
在过去20多年中发展起来的同步辐射中心提供了一个多学科交叉与科学—技术结合的自然的场合。例如，在这里，生物—医学科学家已经成功地开辟了许多新的领域：生物分子及蛋白晶体的结构分析、活的生物体在器官、细胞、细胞器以及分子水平上的结构分析、药物筛选、非插入的双色数字减除法心血管造影、在活的细胞中化学元素的三维拓扑构像等。这些都是生物—医学家和物理学家、化学家、计算机科学家与工程师紧密合作的成果。目前世界各国正在大力发展的第三代同步辐射光源的出现，使得这些领域从基本上是静态的、结构的研究开拓到动态的、功能性的研究成为可能。而这些方面将会是下一个世纪的生物—医学科学的研究重心。这样就出现了一个在以前难以想象的现象，就是在一些结构生物学研究中心里，非生物背景的研究人员的数目不下于有着生物背景的。在一些新建成的同步辐射中心里，来自生物界的研究申请占首位，但是在最初，生物—医学科学家却是不习惯于离开他们自己的实验室到像同步辐射中心那样的多学科交叉的环境中工作的。
另外一个例子，就是同步辐射在工业生产领域中带来的一个巨大的新机遇：微机械的大规模的加工技术——LIGA技术。
高科技的发展，已经把微机械加工提到日程上。例如，光纤光缆通讯技术的发展，要求能够由工业大批量生产具有微结构的光纤芯耦合器，以取代目前手工或半手工的操作。这种工业就属于微机械加工业。
现代的微机械加工是指宽度为几个到几十个微米、高度为几十到几百微米的机件的加工，它的第一个主要特征是高宽比（aspect ratio）大，为几十以上；它的第二个主要特征是有着生产集光、机、电性能于一体的微系统的潜力。微机械产品正在被应用到越来越广泛的领域中，例如，微马达和微照明灯具已被应用于非剖开性的人体内部外科手术，微米结构的同位素分离喷咀已被用于核燃料铀的富集生产中。目前，微机械加工是一门正在成长的、具有巨大前景的新工业，将会成为下一世纪的一门主要的工业，应当引起我国的高度注意。
当前正在发展的微机械加工技术有多种，但就大规模生产与高度的适应性而言，80年代中在德国发展起来的LIGA技术，在国际上被认为是微机械加工的一个最有前景的新方向。
LIGA是德文Lithographie（光刻）、Galvanoformung（电铸成型）、和Abformung（塑铸成型）三个字的字头，它由深层同步辐射光刻、电铸成型及塑铸成型这三个工艺过程组成。所以准确的名称为微机械加工的同步辐射深层光刻、电铸成型与塑铸成型技术，简称为LIGA技术。在原理上LIGA技术与全息记录的大规模复制（例如，激光唱片生产）有点相仿，第一步是用光刻的方法在光刻胶上刻出微机械或微器件的三维结构，第二步是通过电铸从光刻胶三维结构上产生金属母模，第三步是用母模通过电铸或塑铸方法复制许多金属的或其它材料的生产用模，最后一步是使用生产用模作大规模复制。
LIGA技术中的光刻工艺与微电子工业所用的光刻工艺是很不相同的。微米级微电子器件的刻蚀深度不大于几千埃，刻出的结构的高宽比小于1，所以也称为平面的光刻，所使用的光源的波长在可见光到紫外光的范围便已足够。与之对比，LIGA技术中的光刻的深度要到千倍以上，故此也称为立体的光刻。要增加刻蚀深度，必须使用波长比紫外光短得多的X光。如果要做几十到几百微米深度的光刻，所使用的光应是波长在2～10埃之间的X光。
对于深层光刻所使用的X光源的性质，除了波长之外，还有两个重要的因素，就是光的功率密度和准直性。它应当有足够大的光功率密度和足够好的准直性，前者是为了曝光的需要，后者是为了保证制作出来的微机械结构的垂直面具有优异的平行度。目前的软X光光源，有用轻元素为靶的常规X光源，聚焦激光打靶形成的等离子体产生的软X光，以及同步辐射光源。第一种光源功率小，第二种光源目前达到的波长在100埃以上。两种光源都属于点光源，光的准直性都不好，而且两种光源的功率密度，都不足以在合适的时间内使厚的光刻胶层曝光。最适合于深层光刻的光源是同步辐射光源。
目前国际上普遍认为，LIGA技术是大规模微机械加工的一个极重要的方向，有着巨大的发展前景。这是一个说明科学与新技术结合给工业带来巨大的新机遇的例子，通过它可以看到下一个世纪科学技术发展的特征，这就是学科间高度的交叉与融合。对此，不但科学家，而且产业界和规划人员必须予以高度重视，否则我国科技界将与许多新发明和新发现失之交臂，也无法实现在我国建立起一个有着世界上领先水平的产业界的局面。